SIMULACIONES DE TIPO ECONOMICO SOBRE EL USO DE CELDAS DE COMBUSTIBLE EN EL SECTOR RURAL VENEZOLANO

Resumo

Se estudia el desempeño económico de una celda de combustible de intercambio protónico, PEM, mediante la formulación y simulación de un modelo matemático semiempírico compuesto por un submodelo de energía que calcula los principales variables de diseño: relación densidad de corriente/voltaje, número de celdas del arreglo, eficiencia y consumo de hidrógeno; y un submodelo de costos que estima los costos del combustible, de la inversión y operacionales utilizando el método de ciclo de vida. El modelo no lineal resultante se utiliza para calcular los costos de la utilización de las celdas PEM en una región rural venezolana para la satisfacción de las necesidades energéticas de sus hogares. La simulación procede para un horizonte temporal de veinte años considerando las incidencias en los costos anuales del incremento esperado de la demanda de energía de la población rural sujeto de la aplicación y de la disminución en los costos unitarios de la celda por mejoras tecnológicas y producción masiva de las mismas, considerando dos escenarios de variación. Los resultados muestran que para un año fijo, el tamaño del arreglo disminuye a medida que aumenta la densidad de corriente mientras que aumenta de un año a otro al requerirse mayor potencia para satisfacer el aumento en el consumo. La eficiencia de la celda es mayor para operaciones de carga parcial lo cual conlleva a que el consumo de hidrógeno aumente con la densidad de corriente. El costo de la electricidad producida disminuye hasta valores constantes, tanto para un mismo año como de un año a otro, por efectos de la economía de escala y de la compensación entre los costos de inversión y del combustible.